Для решения задачи, начнем с определения, сколько теплоты выделяется при конденсации водяного пара, и затем используем эти данные, чтобы выяснить, сколько льда расплавится.
Шаг 1: Определим теплоту, выделяемую при конденсации водяного пара.
Для конденсации 1 кг водяного пара при 100 °C в жидкую воду при 100 °C используется теплота, которая называется теплота конденсации. Для воды это значение составляет примерно 2260 кДж/кг.
Теперь рассчитаем общее количество теплоты, выделяющееся при конденсации 8 кг водяного пара:
[
Q = m \cdot L
]
где:
- ( Q ) — теплота, выделяющаяся при конденсации (в кДж),
- ( m ) — масса водяного пара (в кг),
- ( L ) — теплота конденсации (в кДж/кг).
Подставим значения:
[
Q = 8 , \text{кг} \cdot 2260 , \text{кДж/кг} = 18080 , \text{кДж}
]
Шаг 2: Определим массу льда, которая расплавится при этом количестве теплоты.
Для таяния льда (при 0 °C) также требуется определенная теплота, известная как теплота плавления. Для льда это значение составляет около 334 кДж/кг.
Используем формулу для расчёта массы льда, который расплавится:
[
Q = m \cdot L_f
]
где:
- ( L_f ) — теплота плавления льда (в кДж/кг).
Мы можем выразить массу ( m ) как:
[
m = \frac{Q}{L_f}
]
Подставляем известные значения:
[
m = \frac{18080 , \text{кДж}}{334 , \text{кДж/кг}} \approx 54.1 , \text{кг}
]
Ответ:
При сообщении тепла, выделяющегося при конденсации 8 кг водяного пара, расплавится примерно 54.1 кг льда, взятого при 0 °C.
